Theoretical investigation of tautomeric equilibria in certain explosive materials
Bazı patlayıcı maddelerin totomerik dengeleri üzerine teorik araştırmalar
- Tez No: 338280
- Danışmanlar: PROF. DR. LEMİ TÜRKER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 202
Özet
Patlayıcı madddeler her zaman bilim insanlarının ilgisini çekmiştir. Saf ya da karışım halinde birçok patlayıcı sentezlenmekte ve değişik açılardan araştırılmaktadır. Fakat bu maddelerin tehlikeli karakterlerinden dolayı, sentezlenebilirlikleri ve özellikleri önceden teorik olarak tahmin edilebilmelidir.Günümüzde, daha çok, literatürde bilinen bazı patlayıcıların özellikleri, bunların yeni türevleri sentezlenerek geliştirilmeye çalışılmaktadır. Deneysel ya da teorik olarak yürütülen bu çalışmalarda bu materyallerin balistik özellikleri (patlama ısısı, patlama hızı ve patlama basıncı) ve termal kararlılıkları artırılmaya çalışılmakta, sürtünme hassasiyeti, elektrik kıvılcım hasasiyeti, şok ve etki hassasiyeti gibi özellikleri ise azaltılmaya çalışılmaktadır.NTO (5?nitro?2,4?dihidro?3H?1,2,4?triazol?3?on) ve PATO (3?pikrilamino?1,2,4?triazol) patlayıcıları literatürde yer alan çok önemli ikincil patlayıcılardır ve balistik değerleri ile yıllardır yerlerini korumaktadırlar. Bu tez çalışmasında, teorik olarak, bu patlayıcıların değişik izomerleri ve totomerleri tasarlanmış, balistik özellikleri geliştirilmeye çalışılmış, hassasiyetleri ve reaktiflikleri ise azaltılmaya çalışılmıştır. Buna ilave olarak, PATO ve totomerlerinin protonlanmış ve protonlanmamış halde aromatik nitrolama reaksiyonları ve mekanizmaları kinetik yönden incelenmiştir. Çalışmada Hartree?Fock (HF) ve Density Functional Theory (DFT) hesaplamalı kimya yöntemleri Pople basis setleri ile kullanılmıştır.Totomerizmin, yeni tasarlanmış NTO ve PATO türevi patlayıcıların kuantum kimyasal ve balistik özellikleri üzerine olan etkileri gaz fazında aydınlatılmıştır.Protonlanmamış PATO ve totomerik PATO türlerinin çeşitli aromatik karbon ve azot mono?nitrasyon mekanizmaları gaz fazında tasarlanmış ve bu mekanizmalara ait geçiş halleri, ara ürünler ve nitrolanmış ana ürünler tespit edilmiştir. Nitrolanmış PATO ana ürünlerine ait balistik değerler ayrıca hesaplanmıştır. Nitrolama reaksiyonları çözelti fazında da incelenmiştir. Ayrıca, protonlanmış PATO türlerinin aromatik karbon ve azot mono?nitrasyon reaksiyonlarına ait ara ürünleri ve nitrolanmış ana ürünleri gaz fazında çalışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Explosive materials have always been attracting the attention of scientists. Various explosives either in pure bulk form or as admixtures are synthesized and investigated from different points of view. However, because of dangerous character of these materials, their syntheses and properties have to be forecasted by theoretical studies.The new research trends of explosive materials generally include the designs of novel derivatives of well?known explosives to improve their detonation performances (heats of explosion, detonation velocities and detonation pressures) and thermal stabilities and decrease their sensitivities towards friction, electric spark, shock and impact either experimentally or theoretically.NTO (5?nitro?2,4?dihydro?3H?1,2,4?triazol?3?one) and PATO (3?picrylamino?1,2,4?triazole) are very important secondary explosives that take place in the literature for many years in terms of their explosive properties. In this thesis study, new species of these explosives have been designed to enhance their detonation performances (ballistic properties) and to lower their sensitivities and reactivities computationally. Additionally, aromatic nitration reactions and their mechanisms for unprotonated and protonated PATO species have been analyzed. The ab initio quantum chemistry methods, Hartree?Fock (HF) and Density Functional Theory (DFT), have been used in the calculations with Pople basis sets.Novel NTO and PATO tautomeric species have been designed and investigated to enlighten the effects of tautomerism on their quantum chemical properties and detonation performances in the gas phase.Various aromatic nitration mechanisms (carbon and nitrogen mono?nitration mechanisms) of unprotonated tautomeric PATO species as well as PATO have been designed in gas phase and the reaction states (pre?transition states, transition states, intermediates and nitration products) have been detected belonging to these mechanisms. Nitrations in solution phase have also been analyzed. The reaction states have been detected for carbon and nitrogen mono?nitrations of protonated PATO species in the gas phase. The detonation performances of unnitrated and nitrated PATO products have been presented.
Benzer Tezler
- Bazı pirimidin türevlerinin tautomerik dengelerinin teorik olarak incelenmesi
Theoretical investigation of tautomeric equilibria of some pyrimidine derivatives
MÜJGAN YAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
KimyaEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF.DR. CEMİL ÖĞRETİR
- Bazı benzimidazol türevlerinin tautomerik dengelerinin teorik olarak incelenmesi
Theoretical investigation of the tautomeric equilibria of some derivatives benzimidazol
KEMAL YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
KimyaEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EROL AÇIKKALP
- Bazı indazol türevlerinin tautomerik dengelerinin teorik olarak incelenmesi
Theoretical investigation of the tautomeric equilibrium of some indazole derivatives
NAİME FUNDA KAYPAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
KimyaEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF.DR. CEMİL ÖĞRETİR
- Bazı pirol makrohalkalarının tautomerik dengelerinin teorik incelenmesi
Theoretical investigation of the tautomeric equilibrium of some macrocyclic pyrrole
MURAT DURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
KimyaEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF.DR. CEMİL ÖĞRETİR
- Bazı 1,2,4-triazin türevlerinin asitlik sabitlerinin deneysel ve teorik olarak hesaplanması
Experimental and theoretical investigation of constants of some 1,2,4-triazine derivatives
İLHAMİ ÇELİK